10. Postulado de composición | 🎱 El átomo químico | Joseleg

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“Toda la materia consta de partículas indivisibles llamadas átomos.”

Este postulado es evidente en sí mismo para la teoría atómica, pero nos permite ingresar a nuestra serie de magnitudes físicas el número de entidades N (IUPAC, 2019). La entrada del libro de oro para el parámetro número de entidades N dice:

Número entero obtenido por conteo de entidades, que suelen ser moléculas, átomos o iones.

Un parámetro sin unidades

A diferencia de la mayoría de las cantidades físicas, el número de entidades N es una cantidad adimensional. Una cantidad adimensional (también conocida como cantidad simple, pura o escalar, así como cantidad de dimensión uno) es una cantidad a la que no se le asigna ninguna dimensión física, con una unidad de medida SI correspondiente de uno (o 1), que no se muestra explícitamente. Las cantidades adimensionales se utilizan ampliamente en muchos campos, como las matemáticas, la física, la química, la ingeniería y la economía. Las cantidades adimensionales son distintas de las cantidades que tienen dimensiones asociadas, como el tiempo (medido en segundos).

Definición de la cantidad de una sustancia

El número de entidades N es una propiedad extensiva, ya que es directamente proporcional al tamaño del sistema en consideración y, por lo tanto, solo tiene significado para sistemas cerrados. De hecho, podemos considerarlo como el parámetro que mide directamente la cantidad de una sustancia, pues cuando hablamos que hay mas sustancia, implícitamente hablamos de un mayor número de entidades de esa sustancia. El problema es que los átomos no son las únicas entidades de tamaño reducido a tener en cuenta.

Otras entidades

Existen muchas partículas a ser consideradas, pero dado que número de entidades N es adimensional, uno debe calcularlas por el contexto, aunque normalmente en un curso de química general, las únicas partículas que se consideran normalmente son los átomos y las moléculas.

Pero esto nos trae un problema de notación moderno. Tradicionalmente en los libros de texto se usan pseudounidades para diferencia átomos de moléculas, pero si deseamos seguir las recomendaciones del SI, entonces no podemos usar pseudounidades, por ende, a partir de este punto,

👉 el número de moléculas de la sustancia (i) se notará como N_i, o como N(i). El símbolo i puede reemplazarse por el nombre de la sustancia o por su fórmula química, así para el número de moléculas de agua podemos indicarlo como N(agua), N(H₂O), N_agua o N_H2O.

👉 el número de átomos del elemento (I) se notará como N_I o como N(I). El símbolo I en este caso no es yodo sino cualquier elemento incógnita, el cual puede ser reemplazado por el nombre del elemento en la tabla periódica o por su símbolo atómico, así por ejemplo para el número de átomos de hidrógeno tendremos los símbolos N(hidrógeno), N(H), N_hidrógeno, N_H.

En futuros modelos atómicos nos encontraremos con otras entidades que también se expresan como número de entidades. El tamaño extremadamente pequeño de los átomos y moléculas hacía que, en época de Dalton, calcular el parámetro (N) fuera inviable, pero bueno, apenas estamos definiendo cosas en términos muy ideales. Por otro lado, en la actualidad este postulado debe ser matizado, pues ni toda la materia consta de átomos, ni estos son indivisibles, sin embargo, la materia con masa ordinaria si está hecha de átomos y las reacciones químicas ordinarias no involucran rompimiento o fusión de estos.